Assembly 汇编语言-堆栈机

我在业余时间学习汇编语言，以成为一名更好的开发人员

我从概念上理解了基于堆栈的机器和基于寄存器的机器之间的区别，但我想知道基于堆栈的机器实际上是如何实现的。如果虚拟机（例如JVM或.NET）在基于寄存器的体系结构（例如x86或x64）上运行，那么它必须在程序集级别使用寄存器（就我而言）。很明显，我遗漏了一些东西。因此，我不确定汇编语言的区别

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我在这里读过文章，比如维基百科，但我不相信他们能直接回答我的问题。

基于堆栈的机器很少用硬件实现——我只听说过一个这样的实现，而且从来没有机会使用过

实际上，堆栈机是由本机解释器在基于寄存器的处理器上实现的。本质上，理论堆栈机器是由真正的基于寄存器的机器模拟的

所以要回答您的问题：虽然堆栈机器的机器代码没有寄存器，但是执行这些指令的本机解释器确实有寄存器，并且将使用它们

问：那为什么是间接的呢？ 可移植性-堆栈机器的指令集可以在任意数量的基于寄存器的机器上模拟。这意味着同一个JVM应用程序可以在任何有解释器的机器上运行，因此Java的口号是“写一次，在任何地方运行”

然后它必须在程序集级别使用寄存器

这不是一个要求，处理器有一个cpu堆栈，其行为非常类似于中介语言中的虚拟堆栈。您可以将指令几乎一对一地转换为cpu指令。当然，基于堆栈的虚拟机流行的原因之一是抖动很容易实现

这样做的唯一障碍是机器代码不是很有效。抖动优化器的任务是找到有效使用cpu寄存器的方法，并以这种方式加快代码的速度

基于寄存器的虚拟机中存在相反的问题。这是一个更难解决的问题，因为真正的CPU没有VM那么多的寄存器。因此抖动必须找到使用堆栈溢出寄存器的方法，而这些寄存器是硬件没有提供的。

供参考，它们是堆栈机器。具有如此灵活的寻址模式，可以用作堆栈机。我想这可能是一台堆垛机（20多年前，我的脑子在打滑：-）

它们实际上在指令中没有任何寄存器名/编号来查找操作数，因为它们位于堆栈上

指令可以将立即（常量）值加载到堆栈中，或加载/存储到内存中

因此，他们没有

add.wr0，r1，r5

或

add.weax，[#fe34]

。有

add.w

因此，一个汇编程序序列的示例（一点也不准确，它更复杂）可能是

loadstack 0xfe34   -- got fe34 onto stack
loadstackindirect  -- use address on the stack, to load the value at that address
add.w              -- assumes we already have the other operand on the stack
                   -- result back onto the stack

要计算和加载数组中的值，可以使用堆栈，因为可能没有索引寻址模式

所以指令很小，很多工作都是通过堆栈和堆栈指针隐式完成的。IIRC Transputer实际上只有一个只有三个值的堆栈，编译器（或开发人员）必须确保该堆栈得到维护

现在，出售一个现代的“等价物”，雇佣一些同样的人

我写Transputer代码已经20多年了，很抱歉有点含糊不清

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系统使用软件定义的虚拟机，即堆栈机。这个想法是为了制造一种可以移植到新电脑上的东西，而且也易于编写，易于编译，性能合理。它的虚拟机是用自己的帕斯卡方言定义的。当它被移植到真正的计算机上时，寄存器将被用来保存堆栈指针，并且可能在如何（通过寄存器）处理堆栈顶部方面有一些独创性，以便获得合理的性能

你所说的“本地翻译”是什么意思。你指的是JIT编译器吗（在.NET的情况下）？“本机解释器”指的是运行在本地机器上读取堆栈机器指令的应用程序执行它们。每种类型的机器（和操作系统）都有不同的“本机解释器”。对于Java，“本机解释器”是JVM。JIT是稍有不同的。仅供参考，JIT是将堆栈机器指令转换为本地机器的等效指令集（基于寄存器的指令集）。这是为了给应用程序提供接近本机处理器的性能，但同时保持可移植性的优势。Hans Passant@本机处理器确实不需要使用寄存器，但实际上1）寄存器比堆栈快得多，因此，对于性能，您可能希望。2） 在许多基于CISC的处理器上，并非所有指令都可以在堆栈数据上执行。必须先将数据加载到寄存器中，然后才能对其进行操作。也就是说，由解释器开发人员决定如何实现这些指令。谢谢。你提到一个解释器，这让我有点困惑，因为我知道.NET和Java是编译语言；与PHP不同，PHP是经过解释的。你能澄清一下吗？再次感谢。他们可以在软件中模拟它，旧的JVM就是这么做的。通常，尽管堆栈机器代码被编译为本机代码（不管是什么体系结构）。堆栈机器码很好，因为它有一个简洁的编码，它很容易从ASTs生成，并且相对容易分析。